22.02.2017

Brennbares Eis - ein Vorbild für alternative Energiespeicher

Abbildung Methanhydrat © Lars Borchardt Abbildung Methanhydrat © Lars Borchardt

Kohlenstoff-Nanomaterialien speichern große Mengen Methanhydrat in ihren Porensystemen.

Abbildung Methanhydrat

Kohlenstoff-Nanomaterialien speichern große Mengen Methanhydrat in ihren Porensystemen. © Lars Borchardt

Der Chemiker Dr. Lars Borchardt von der TU Dresden hat für sein Forschungsvorhaben „Ein alternativer Energiespeicher – Methanhydrat in porösen Kohlenstoffen“ ein Stipendium der renommierten Daimler und Benz Stiftung erhalten. Mit seinem Projekt möchte er Methanhydrat, welches in der Tiefsee lagert und auch brennbares Eis genannt wird, als Vorbild für die Entwicklung einer alternativen und leistungsstarken Energiespeichertechnologie mittels poröser Kohlenstoffmaterialen nutzen.

Im Zuge der Energiewende gewinnen erneuerbare Energiequellen wie Wind, Wasser und Sonne immer größere Bedeutung. Da diese Energiequellen jedoch natürlichen Schwankungen unterliegen und nicht ununterbrochen zur Verfügung stehen, ist es ebenso wichtig nach neuen leistungsstarken Energiespeichertechnologien zu forschen. Dr. Lars Borchardt und seine Nachwuchsgruppe arbeiten seit 2015 an der ökologisch und ökonomisch verträglichen Herstellung von Kohlenstoffmaterialien für die Energiespeicherung im Rahmen der Initiative „Materialforschung für die Energiewende“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung. Nun möchte Lars Borchardt – inspiriert durch das in der Tiefsee lagernde Methanhydrat – maßgeschneiderte poröse Kohlenstoffe entwickeln, welche Methanhydrat in großen Mengen speichern, aber auch schnell wieder freisetzen können.

Methanhydrat ist eine Einschlussverbindung (Clathrat) aus Methan und erstarrtem Wasser, bei der die Wassermoleküle das Gas vollständig umschließen. Durch die kompakte kristalline Verpackung werden pro Liter Wasser unglaubliche 205 Liter Methan gespeichert. In bisherigen Forschungsarbeiten kam Methanhydrat als Speichertechnologie, insbesondere für die Anwendung in Kraftfahrzeugen, jedoch nicht in Betracht, da die Entstehung der Verbindung und Freisetzung von Methan langsame Prozesse sind.

Porträt Dr. Lars Borchardt © Lars Borchardt Porträt Dr. Lars Borchardt © Lars Borchardt
Porträt Dr. Lars Borchardt

© Lars Borchardt

Dr. Borchardt möchte dieses Problem nun mithilfe poröser Kohlenstoffe lösen. Diese Materialien besitzen unzählige, wenige Nanometer große Poren und weisen daher sehr große Oberflächen auf. Dosiert man Methan zu einem solchen Material, dessen Poren zuvor mit Wasser befüllt worden sind, so bildet sich Methanhydrat bereits in wenigen Sekunden im Porensystem des Materials. Auf diese Weise können große Mengen Methanhydrat gespeichert und Methan schnell wieder freigesetzt werden. In den kommenden zwei Jahren möchte Lars Borchardt diesen Effekt nun näher erforschen, um so die Kohlenstoffmaterialien für eine solche Anwendung zu optimieren und einen wichtigen Beitrag zu leisten, eine alternative Energiespeichertechnologie zur Diskussion zu stellen.

Die Daimler und Benz Stiftung
Die Daimler und Benz Stiftung mit einem Vermögen von rund 125 Millionen Euro zählt zu den größten Deutschlands. Sie vergibt jährlich 10 Stipendien an ausgewählte Postdoktoranden, Juniorprofessoren oder Nachwuchsgruppenleiter unterschiedlichster Forschungsfelder mit dem Ziel, die Autonomie und Kreativität der nächsten Wissenschaftlergeneration zu stärken. Die Stipendiaten erhalten eine Förderung von jährlich 20.000 Euro für die Dauer von zwei Jahren.

Informationen für Journalisten:
Dr. Lars Borchardt
Tel.: +49 (0) 351 463-34960
lars.borchardt@chemie.tu-dresden.de

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Nicole Gierig
Letzte Änderung: 31.03.2017